[发明专利]一种基于串联弹性驱动器的三自由度柔顺机械臂

权利要求书

1.一种基于串联弹性驱动器的三自由度仿人机械臂，其特征在于：该机械臂包括三个自由度，分别是肩部的一个横滚自由度和俯仰自由度，以及上下臂之间的一个俯仰自由度，其中每个自由度关节的驱动包括供动力的舵机和驱动转换模块，各个关节之间又由主动连接臂和副连接臂连接，分别形成上臂和下臂。其中舵机和驱动转换模块通过主动舵盘和圆盘连接，副连接臂上端通过副舵盘与舵机连接，下端连接下一关节的舵机，主动连接臂上端和驱动转换模块中的弹簧扫臂连接，下端与一下关节的舵机连接，构成手臂的一个关节；驱动转换模块中的中轴和圆盘固定，与舵机的主动舵盘相连，弹簧扫臂套在中轴上，通过一对深沟球轴承形成转动副，扫臂的三条臂成120°布置，其上各有一对弹簧卡柱，固定在圆盘上的三个三角挡块也成120°布置，亦各有一对弹簧卡柱，扫臂上的卡柱与三角挡块的卡柱之间嵌有弹簧，动力从圆盘上的三角挡块传递至弹簧，再通过弹簧缓冲传递至扫臂，完成驱动方式的柔顺转换；与扫臂连接的主动连接臂将动力传递至下一驱动关节，完成关节间的驱动传递。

2.如权利要求1所述的基于串联弹性驱动器的三自由度仿人机械臂，其特征在于：其柔顺驱动转换模块是置于动力源和负载之间的一个封闭独立模块，其输入端和输出端是可以互换的，其输入端可以是舵机，也可以接直流电机等其他动力源。

3.如权利要求1所述的基于串联弹性驱动器的三自由度仿人机械臂，其特征在于：所述的机械臂的肩部的自由度布置是可以改变的，第一个关节的转动方向可以是偏航方向，也可以是横滚方向布置。

4.如权利要求1所述的基于串联弹性驱动器的三自由度仿人机械臂，其特征在于：所述的弹簧扫臂的数量是可以改变的，是进行弹性缓冲的结构，可以是奇数个均匀布置，也可以是偶数个对称布置。

5.如权利要求1所述的基于串联弹性驱动器的三自由度仿人机械臂，其特征在于：所述的弹簧类型及数量是可以改变的，可以全部是压簧预压缩布置，也可以是拉簧预拉伸布置。

6.如权利要求1所述的基于串联弹性驱动器的三自由度仿人机械臂，其特征在于：所述的驱动传递方式是可以改变的，可以是舵机与中轴连接将动力传至扫臂，再传递至负载，也可以是舵机与扫臂连接，将动力传递至中轴，再连接负载。